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本文發(fā)表于《數(shù)字教育》2017年第3期（總第15期）理論探索欄目，頁碼：11-17。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

本文討論了教育心理學(xué)作為一門連接科學(xué)所主張的觀點(diǎn)，指明神經(jīng)科學(xué)對(duì)提高教育實(shí)踐的潛力；提供了歷史背景來展現(xiàn)教育心理學(xué)對(duì)教育神經(jīng)科學(xué)長達(dá) 100 年的探究；給神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、教育心理學(xué)和教育神經(jīng)科學(xué)之間的聯(lián)系提供了一個(gè)概念化框架；并且為教育神經(jīng)科學(xué)這一新興領(lǐng)域制定了一個(gè)研究議程。

一、教育心理學(xué)作為一門連接科學(xué)

教育神經(jīng)科學(xué)是試圖將教育和神經(jīng)科學(xué)（例如理解神經(jīng)系統(tǒng)是怎樣運(yùn)作的）聯(lián)系起來的一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。你是否同意下面每一條關(guān)于教育和神經(jīng)科學(xué)的陳述： “神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家現(xiàn)在了解了大量關(guān)于學(xué)習(xí)的知識(shí)?！薄瓣P(guān)于大腦是如何學(xué)習(xí)的知識(shí)可以并且將會(huì)對(duì)教育產(chǎn)生很大影響?！薄艾F(xiàn)在幾乎還沒有闡述關(guān)于腦科學(xué)和教育之間聯(lián)系的文獻(xiàn)?！薄吧窠?jīng)科學(xué)研究尚未在教育理論和實(shí)踐方面有著重要的應(yīng)用?！?nbsp;

以上幾項(xiàng)引用，源自布萊克默（Blakemore）和弗里斯（Frith），代表了他們對(duì)教育神經(jīng)科學(xué)這一領(lǐng)域的觀點(diǎn)。簡言之，神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多對(duì)學(xué)習(xí)有用的、并且應(yīng)該與教育相聯(lián)系的新信息，但是這些研究尚未對(duì)教育方面產(chǎn)生太多影響。例如，在《教育心理學(xué)雜志》數(shù)據(jù)庫超過9000 篇文章之中，只有6篇（少于千分之一）的題目包含“大腦”這個(gè)詞。

神經(jīng)科學(xué)的進(jìn)展對(duì)教育乃至教育研究幾乎沒有影響的部分答案在于對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)（是研究人如何學(xué)習(xí)的一門科學(xué)研究，涉及到認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的方法）的觀察并未有直接轉(zhuǎn)化為教學(xué)科學(xué)。在19 世紀(jì)末，美國第一本心理學(xué)教科書的作者威廉·詹姆斯（William James），就心理學(xué)對(duì)改進(jìn)教育影響談話，后來結(jié)集成《和教師的談話》, 他不得不承認(rèn)：“作為心智規(guī)律的一門科學(xué)，如果你認(rèn)為可以直接從心理學(xué)中推斷出明確的課程方案或者教學(xué)方式方法，然后即時(shí)用于課堂教學(xué)，那就犯了一個(gè)莫大的錯(cuò)誤”。

連接心理學(xué)和教育學(xué)需要的是一個(gè)全新的科學(xué)領(lǐng)域，這一領(lǐng)域開始被稱為教育心理學(xué)，由詹姆斯的學(xué)生桑代克（E.L.Thorndike）所創(chuàng)立。教育心理學(xué)曾通過創(chuàng)造一門教學(xué)科學(xué)來連接心理學(xué)（包括學(xué)習(xí)科學(xué)）和教育學(xué)（包括教育實(shí)踐）。我曾經(jīng)指出過：學(xué)習(xí)和教學(xué)在教育心理學(xué)這一學(xué)科中相遇[3]，教育心理學(xué)作為一門連接科學(xué)在神經(jīng)科學(xué)和教育學(xué)之間建立起了聯(lián)系[4]。

二、歷史考察

在教育心理學(xué)領(lǐng)域，將神經(jīng)科學(xué)和學(xué)與教的科學(xué)相聯(lián)系已經(jīng)有100 年歷史了。桑代克被視為是世界上第一位教育心理學(xué)家，他最先試圖展示怎樣通過神經(jīng)科學(xué)了解學(xué)與教的科學(xué)。如圖1 所示，桑代克將他《教育心理學(xué)》中的整個(gè)第一卷獻(xiàn)給了學(xué)習(xí)的生理基礎(chǔ)，包括當(dāng)時(shí)的衛(wèi)生健康水平對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的影響。例如， 桑代克試圖說明大腦突觸方面的生理變化與學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系：“神經(jīng)元和神經(jīng)元之間的聯(lián)系代表了環(huán)境和響應(yīng)之間形成的聯(lián)系……聯(lián)系的強(qiáng)弱是突觸的一種狀態(tài)……就讓我們把這叫做突觸的親密關(guān)系吧”?？傊?，教育心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)之間的關(guān)系起源于20 世紀(jì)上半葉。

整個(gè)20 世紀(jì)的每一代教育心理學(xué)家，都已經(jīng)率先在神經(jīng)科學(xué)和學(xué)與教的科學(xué)之間建立聯(lián)系。例如，維特洛克（Wittrock) 主編的《大腦和心理學(xué)》一書，關(guān)注了神經(jīng)科學(xué)和學(xué)與教的科學(xué)之間的聯(lián)系：“研習(xí)教育心理學(xué)的人在神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)方面有了一些新的同事。興趣以及跨越這些不同層次和領(lǐng)域的研究結(jié)果都逐漸趨于一致，這將使得大家都會(huì)受益，提高教育心理學(xué)研究的質(zhì)量和效能，這些研究涉及人類學(xué)習(xí)和個(gè)別差異教育”。

21 世紀(jì)，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)所涉及的技術(shù)日新月異， 尤其是廣泛使用了磁共振成像和腦電圖法，引起了旨在連接神經(jīng)科學(xué)和教育的研究迅速膨脹。由伯恩斯（Byrnes）、布魯爾（Bruer）、布萊克默（Blakemore） 和弗里斯（Frith）、安德森（Anderson）、波斯納（Posner）和羅斯巴特（Rothbart）、巴特羅（Battro）、費(fèi)斯克（Fische）和莉娜（Lena）、蘇薩（Sousa）和馬雷沙爾（Mareschal）、巴特沃斯（Butterworth） 和托爾米（Tolmie）所寫的一些重要的書籍，反映了越來越多基于教育神經(jīng)科學(xué)的研究。很明顯，正如數(shù)以百計(jì)的教育神經(jīng)科學(xué)方面研究的文章引用了這些書，以及一些新的學(xué)術(shù)期刊，例如《思維》《大腦》《教育或教育神經(jīng)科學(xué)》的出現(xiàn)，都表明在過去的 20 年中所取得的進(jìn)展。例如，教育神經(jīng)科學(xué)的承諾也表現(xiàn)在波斯納和羅斯巴特對(duì)“本卷中討論的研究給學(xué)校學(xué)科學(xué)習(xí)提供了一個(gè)新視角”之深信不疑[18]。

圖2 顯示了教育心理學(xué)三個(gè)方面之間的關(guān)系：學(xué)習(xí)科學(xué)，即關(guān)于人如何學(xué)習(xí)的科學(xué)研究；教學(xué)科學(xué)，即關(guān)于如何幫助人學(xué)習(xí)的科學(xué)研究；以及評(píng)估科學(xué)， 即關(guān)于如何判定哪些人已經(jīng)學(xué)會(huì)的科學(xué)研究。圖中所示的循環(huán)顯示了不同教學(xué)方法可以引起學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)反映在評(píng)估中，評(píng)估又相應(yīng)地表明了在后續(xù)教學(xué)中如何加以改進(jìn)。這三個(gè)領(lǐng)域——學(xué)習(xí)、教學(xué)和評(píng)估—— 在教育心理學(xué)中結(jié)合在一起，即研究教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)者特性是如何相互作用從而引起學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展。

作為一門連接學(xué)科，教育心理學(xué)旨在做出獨(dú)特的貢獻(xiàn)，包括：

• 1. 關(guān)注學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)而不是一般的學(xué)習(xí)；

• 2. 關(guān)注真實(shí)情境的學(xué)習(xí)任務(wù)而不是人為的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)任務(wù)；

• 3. 關(guān)注學(xué)習(xí)期間的認(rèn)知過程和學(xué)習(xí)結(jié)果；

• 4. 關(guān)注指導(dǎo)學(xué)習(xí)中認(rèn)知過程的教學(xué)技能。

學(xué)習(xí)科學(xué)在試圖開發(fā)一般的學(xué)習(xí)理論方面一直沒有取得太多進(jìn)展，并且已經(jīng)疲于研究老鼠在迷宮中行走和人如何記憶單詞表，以上四個(gè)方面的關(guān)注點(diǎn)有助于學(xué)習(xí)科學(xué)重新崛起。

圖3 指出了教育心理學(xué)承擔(dān)的角色是一個(gè)既有基礎(chǔ)性研究目標(biāo)（為了理解學(xué)習(xí)是怎樣進(jìn)行的）又有實(shí)踐性研究目標(biāo)（為了理解如何指導(dǎo)學(xué)習(xí)過程走向預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果）的領(lǐng)域。斯托克斯（Stokes）建議將基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用性研究看作兩種不同的研究目標(biāo)，而不是將其視為一個(gè)連續(xù)過程的兩端。當(dāng)研究只含有實(shí)踐性目標(biāo)而不含理論目標(biāo)時(shí)，這就是一種純應(yīng)用型研究，比如去尋找哪種教學(xué)方法對(duì)學(xué)會(huì)一種技能是最適合的，但是不去考慮這種教學(xué)方法是如何開展的。當(dāng)研究只含有理論目標(biāo)而不含實(shí)踐性目標(biāo)，這就是一個(gè)純基礎(chǔ)性研究，比如對(duì)教育沒有什么影響的學(xué)習(xí)研究。但是，既有實(shí)踐性目標(biāo)又有應(yīng)用性目標(biāo)的研究才是最重要的研究，正如教育心理學(xué)這樣，擔(dān)當(dāng)起連接學(xué)科的角色。

三、概念框架

如圖4 所示，心理學(xué)和教育之間關(guān)系的發(fā)展脈絡(luò)是體現(xiàn)在以下路徑的：

1. 20 世紀(jì)上半葉的單行線，即心理學(xué)提出重大的學(xué)習(xí)理論，然后在教育上加以應(yīng)用。

2. 20世紀(jì)中期的死胡同，即心理學(xué)關(guān)注的是與教育毫無關(guān)聯(lián)的研究，而教育則僅僅關(guān)注于如何教學(xué)的實(shí)踐問題，不涉及理論分析。

3. 20世紀(jì)下半葉的雙通道，兩者之間互利雙贏，即教育挑戰(zhàn)心理學(xué)，使其研究與真實(shí)世界相關(guān)的學(xué)習(xí)理論；心理學(xué)發(fā)展研究性學(xué)習(xí)理論，反過來影響教育實(shí)踐。單行線和死胡同都沒有給心理學(xué)或教育帶來太多成效，雙通道卻是一條非常富有成效的道路， 可以作為神經(jīng)科學(xué)和教育學(xué)之間關(guān)系的典范。

圖5 提出了神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和教育之間關(guān)系的三種路徑——分離式單行線、傳導(dǎo)式單行線和整合式雙通道。

首先，在分離式單行線情境下，神經(jīng)科學(xué)的研究應(yīng)用于教育，心理學(xué)的研究也應(yīng)用于教育。然而，如 20 世紀(jì)早期所顯示，單行線其實(shí)是不符合實(shí)際的，因?yàn)槟菚r(shí)關(guān)于思維是如何開展，大腦是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的研究并沒有直接轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)方法。

其次，在傳導(dǎo)式單行線情境下，神經(jīng)科學(xué)的研究應(yīng)用于心理學(xué)，相應(yīng)地，心理學(xué)開始了融入神經(jīng)科學(xué)的研究，然后又應(yīng)用于教育。然而心理學(xué)和教育關(guān)系的歷史表明，單行線可能不太有效，因?yàn)橹苯訉⑿睦韺W(xué)研究（包括融入神經(jīng)科學(xué)的心理學(xué)研究）應(yīng)用于教育比較困難。

依我看來，第三種情境最有可能以心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)來促進(jìn)教育實(shí)踐和理論。在整合式雙通道情境下，神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)靠彼此之間相互作用來解釋學(xué)習(xí)是如何進(jìn)行的（即學(xué)習(xí)科學(xué)），其相應(yīng)地又通過教育心理學(xué)這一連接科學(xué)與教育相互作用，從而解釋教學(xué)方法是如何影響學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的（即教學(xué)科學(xué)）。這一情境有個(gè)最大的挑戰(zhàn)，即判定神經(jīng)科學(xué)研究是否只局限于在教育心理學(xué)方面顯示能證實(shí)現(xiàn)有的行為結(jié)果的大腦活動(dòng)模式，或者大腦研究是否可以使我們超越該領(lǐng)域當(dāng)前的狀態(tài)，從而使教育心理學(xué)家能解決那些用行為研究方法所不能解決的問題。針對(duì)這一問題，能判斷出具體的大腦活動(dòng)模式的含義是非常有用的，比如德瑪里亞（Damaria） 和賈斯特（Just）[23]的開創(chuàng)性工作體現(xiàn)“破譯腦內(nèi)活動(dòng)模式的數(shù)值所代表的含義”——也就是能顯示出當(dāng)一個(gè)學(xué)生思考時(shí)大腦活動(dòng)的數(shù)字量。

1997 年，布魯爾寫了一篇有影響力的論文，表達(dá)了他對(duì)圖5 中所示的單行線情境——即聲稱神經(jīng)科學(xué)將會(huì)徹底改變教育這一看法的懷疑態(tài)度。20 年后，反對(duì)單行線的呼聲依舊很強(qiáng)，正如布魯爾的回憶篇里所總結(jié)的，“在1997 年，我寫道：‘教育和大腦：一座太遙遠(yuǎn)的橋’……我依然懷疑那些關(guān)于教育神經(jīng)科學(xué)現(xiàn)在可以在神經(jīng)科學(xué)和教育之間建立直接聯(lián)系的說法”。相反，支持整合式雙通道的呼聲也是由布魯爾所總結(jié)的，“認(rèn)知心理學(xué)和功能成像研究（即認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)）相互之間高度依存。忽視彼此之間的依存關(guān)系則不利于教育神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展”。

總之，并非要將神經(jīng)科學(xué)視為心理學(xué)的救星，或者把心理學(xué)視為教育學(xué)的救星。預(yù)計(jì)在未來，由神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和教育學(xué)相互作用所創(chuàng)造的學(xué)習(xí)科學(xué)及教學(xué)科學(xué)方面的進(jìn)展，可能會(huì)更加富有實(shí)效。在我看來，教育心理學(xué)在連接理解學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的（基于心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的研究）和理解教學(xué)能如何影響學(xué)習(xí)（對(duì)改進(jìn)教育實(shí)踐有影響）方面都起到了重要作用。

在最近一篇關(guān)于“教育神經(jīng)科學(xué)的實(shí)用性和原則性問題”的論文中，鮑爾斯（Bowers）提醒我們：有越來越多的研究基于“當(dāng)下還沒有神經(jīng)科學(xué)促進(jìn)有效教學(xué)方法的實(shí)例”，并且提供了一個(gè)合理的論證來說明“未來的神經(jīng)科學(xué)不可能改進(jìn)教學(xué)”。還有更糟的是，確實(shí)存在教育神經(jīng)科學(xué)不利于教育實(shí)踐的跡象。在霍姆斯（Holmes）最近的一本書《教育和學(xué)習(xí)的偉大神話》（2016 年）中，他舉出了人的左右腦分工是16 個(gè)神話（由教育工作者所提出的）之一，書中所討論的那些都是基于對(duì)教育神經(jīng)科學(xué)研究的一種誤解。然而，盡管對(duì)當(dāng)前事態(tài)的評(píng)估并不樂觀，但是在涉及神經(jīng)科學(xué)和教育這些復(fù)雜領(lǐng)域之間建立聯(lián)系方面，我們還是要繼續(xù)付諸努力[29]。

四、教育神經(jīng)科學(xué)的期許

從教育心理學(xué)的視角，我認(rèn)為教育神經(jīng)科學(xué)可以給教育做出四個(gè)方面的重要貢獻(xiàn)：考察認(rèn)知過程、考察學(xué)習(xí)結(jié)果、考察學(xué)習(xí)中介以及考察調(diào)節(jié)機(jī)制。

（一）考察認(rèn)知過程

首先，教育心理學(xué)家已經(jīng)能熟練開發(fā)后測(cè)，來測(cè)量學(xué)習(xí)者從不同的教學(xué)方法中學(xué)到了什么。雖然假定學(xué)習(xí)期間的認(rèn)知過程導(dǎo)致了學(xué)習(xí)結(jié)果的差異，但是要根據(jù)學(xué)習(xí)期間認(rèn)知過程的行為評(píng)估來檢驗(yàn)這種說法是極其困難的。神經(jīng)科學(xué)可以提供更多的關(guān)于學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)認(rèn)知過程中的有用的測(cè)量方法。在100 年的探索中，有一些問題是為了理解教學(xué)是如何影響學(xué)習(xí)的，包括：

1. 學(xué)習(xí)者在有意義的和機(jī)械的教學(xué)方式下學(xué)習(xí)，是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

2. 學(xué)習(xí)者在高認(rèn)知負(fù)荷和低認(rèn)知負(fù)荷的教學(xué)下學(xué)習(xí)，是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

3. 成功的和失敗的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

教育神經(jīng)科學(xué)可以使長期存在于意義學(xué)習(xí)與機(jī)械學(xué)習(xí)、低認(rèn)知負(fù)荷與高認(rèn)知負(fù)荷、成功與失敗學(xué)習(xí)策略之間的區(qū)別更加明顯。而我們所需要的只是一種方法，來發(fā)現(xiàn)特定的大腦活動(dòng)模式與教育心理學(xué)里一些存在已久的概念（如有意義學(xué)習(xí)、認(rèn)知負(fù)荷和有效的學(xué)習(xí)策略）之間的聯(lián)系。例如，伊甸（Eden）等人做了一次磁共振成像研究。在這一研究中，成功和不成功的讀者在學(xué)習(xí)過程中顯示出了不同的神經(jīng)活動(dòng)模式。此外, 接受語音訓(xùn)練后的不成功讀者在閱讀時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)模式更像是成功的讀者。這種類型的大腦研究，其關(guān)鍵一步是確定不同的神經(jīng)活動(dòng)模式就閱讀的認(rèn)知加工模式而言是什么意思。

（二）考察學(xué)習(xí)結(jié)果

其次，在教學(xué)效果研究中，有一個(gè)挑戰(zhàn)性任務(wù)，即確定如何測(cè)量學(xué)習(xí)者已經(jīng)學(xué)到的內(nèi)容，這也可以稱作評(píng)估科學(xué)。如同經(jīng)典的布盧姆（Bloom) 分類學(xué)以及它的修訂版中所分析的那樣：最常見的評(píng)估形式包括采用紙筆或者電腦等記憶和遷移測(cè)驗(yàn)。例如，教育心理學(xué)家一直在探究如何檢測(cè)出機(jī)械學(xué)習(xí)和意義學(xué)習(xí)兩者學(xué)習(xí)結(jié)果之間的差異，研究已經(jīng)超過100 年之久。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)給教育評(píng)估提供了一種新的方法，即通過精確測(cè)量大腦活動(dòng)的動(dòng)態(tài)來解釋不同類型的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。一些研究質(zhì)疑認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)是否有助于評(píng)估科學(xué)，包括： 

1. 學(xué)習(xí)者在進(jìn)行機(jī)械記憶式測(cè)試和問題解決型知識(shí)遷移式測(cè)試中是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

2. 當(dāng)學(xué)習(xí)者回答出正確和錯(cuò)誤的答案時(shí)是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

3. 學(xué)習(xí)者在教學(xué)后測(cè)試和教學(xué)前測(cè)試時(shí)是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

教育神經(jīng)科學(xué)可以幫助澄清記憶式測(cè)試和遷移式測(cè)試、正誤答案、學(xué)習(xí)前后大腦的變化之間的區(qū)別。我們所需要的是一種方法，來發(fā)現(xiàn)特定大腦活動(dòng)模式和特定類型的學(xué)習(xí)結(jié)果之間的聯(lián)系，因此依據(jù)大腦活動(dòng)來辨別學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)什么也是有可能的。例如，德雷澤（Delazer）等人做了一項(xiàng)研究，一些成年人接受了18 種復(fù)雜乘法問題的訓(xùn)練，通常他們?cè)谏蠈W(xué)的時(shí)候都沒有記住這些。不出所料，參與者做那些已經(jīng)訓(xùn)練過的問題時(shí)，比做那些沒有訓(xùn)練過但是難度相當(dāng)?shù)某朔▎栴}時(shí)要更快而且更加準(zhǔn)確。另外，磁功能成像結(jié)果顯示，當(dāng)參與者處理已經(jīng)訓(xùn)練過的問題時(shí)，他們使用的大腦網(wǎng)絡(luò)通常與記憶檢索相關(guān)，而當(dāng)他們處理未訓(xùn)練過的問題時(shí)，使用的大腦網(wǎng)絡(luò)通常與巨量處理和執(zhí)行功能有關(guān)。這一研究表明，對(duì) 18 種乘法問題的培訓(xùn)導(dǎo)致了人腦內(nèi)由策略加工（如大腦活動(dòng)模式所顯示）轉(zhuǎn)變?yōu)橛洃浖庸ぃㄈ缌硪环N大腦活動(dòng)模式所顯示）。教育心理學(xué)的貢獻(xiàn)大小，取決于我們可以根據(jù)學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的差異來弄清楚大腦活動(dòng)差異的含義的程度。

（三）考察學(xué)習(xí)中介

再次，教學(xué)效果研究是有用的，能夠針對(duì)影響學(xué)習(xí)的重要個(gè)體差異來確定教學(xué)影響的邊界情況。當(dāng)一種教學(xué)方法對(duì)一類學(xué)習(xí)者最有效，而另外一種不同的教學(xué)方法對(duì)另外種類的學(xué)習(xí)者有效，那么就使用交互屬性處理[38][39][40]。然而，交互屬性處理的研究曾經(jīng)有點(diǎn)兒令人失望，部分原因是要將能力改變的大小概念化比較困難?？紤]到大量可能相關(guān)的個(gè)體差異的測(cè)量方式，教育神經(jīng)科學(xué)可以幫助找出哪些方式能緩和教學(xué)干預(yù)的影響。一些基礎(chǔ)研究質(zhì)疑教育神經(jīng)科學(xué)，包括：

1. 知識(shí)豐富的和知識(shí)匱乏的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)和測(cè)試時(shí)是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

2. 工作記憶長的學(xué)習(xí)者和工作記憶短的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)和測(cè)試時(shí)是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

3. 高學(xué)業(yè)成就者和低學(xué)業(yè)成就者是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？ 

因此，教育神經(jīng)科學(xué)可以幫助理解在不同教學(xué)方法下，在學(xué)習(xí)上學(xué)習(xí)者的個(gè)體差異所起的作用，尤其是先前知識(shí)、工作記憶能力，以及學(xué)業(yè)成就水平所起的作用。為了推進(jìn)這一領(lǐng)域的發(fā)展，我們需要清楚地知道怎樣譯解不同學(xué)習(xí)者所呈現(xiàn)出的不同的大腦活動(dòng)模式。例如，庫訊（Kucian）等人做了一個(gè)研究， 其中將有計(jì)算障礙（即在數(shù)學(xué)計(jì)算上有困難）的 11 歲學(xué)生與年齡相仿的沒有計(jì)算障礙的學(xué)生做對(duì)照。當(dāng)讓學(xué)生在一個(gè)檢測(cè)設(shè)備上解決類似加法問題時(shí)，計(jì)算障礙小組學(xué)生腦中與數(shù)量表征相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)顯示出更少活性，表明他們?cè)诒碚鲾?shù)量大小方面存在困難。為了得出有用的結(jié)論進(jìn)行像這樣的研究，我們需要澄清因信息處理策略的不同所構(gòu)成的不同大腦活動(dòng)意味著什么。

（四）考察調(diào)節(jié)機(jī)制

最后，隨著學(xué)習(xí)科學(xué)和教學(xué)科學(xué)逐漸成熟，值得我們?nèi)ゴ_定不同教學(xué)方法對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的影響是不是由其他因素調(diào)節(jié)的，比如學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)、元認(rèn)知加工或者情緒情感狀態(tài)[43]。當(dāng)教育心理學(xué)家越來越認(rèn)識(shí)到動(dòng)機(jī)、元認(rèn)知和學(xué)習(xí)情緒的基本作用，更多需要去做的就是如何概念化和測(cè)量這些因素。教育神經(jīng)科學(xué)可以幫助提供特殊的方法來檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)和測(cè)試時(shí)的動(dòng)機(jī)的、元認(rèn)知的或情緒的加工過程。一些關(guān)鍵研究質(zhì)疑教育神經(jīng)科學(xué)關(guān)于調(diào)節(jié)機(jī)制的教學(xué)效能，包括：

1. 擁有不同動(dòng)機(jī)水平的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)和測(cè)試時(shí)是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

2. 擁有不同元認(rèn)知策略的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)和測(cè)試時(shí)是否呈現(xiàn)出不同的大腦活動(dòng)？

3. 擁有不同情感情緒的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)和測(cè)試時(shí)是否顯示出不同的大腦活動(dòng)？ 

總之，教育神經(jīng)科學(xué)可以幫助檢測(cè)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)和測(cè)試時(shí)的動(dòng)機(jī)水平、元認(rèn)知策略和情緒加工。然而， 連接教育心理學(xué)和教育神經(jīng)科學(xué)的關(guān)鍵是確定大腦活動(dòng)模式和特殊的動(dòng)機(jī)水平或元認(rèn)知策略之間的聯(lián)系。

在一個(gè)典型的磁功能成像研究中，曼格爾斯（Mangels）等人發(fā)現(xiàn)懷有不太強(qiáng)動(dòng)機(jī)信念的學(xué)生比懷有強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)信念的學(xué)生在試誤之后緊跟的矯正性反饋后，表現(xiàn)出更少的與持續(xù)記憶相關(guān)活動(dòng)。這一大腦活動(dòng)模式表明：學(xué)習(xí)者缺乏積極的動(dòng)機(jī)信念，那么就會(huì)減少對(duì)矯正性反饋的思考。因此，學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)信念可以調(diào)節(jié)反饋（這也是最有效的教學(xué)方法之一）的作用。這樣的推理是基于有些大腦活動(dòng)意味著記憶建構(gòu)活動(dòng)，也就是說，大腦活動(dòng)測(cè)量和信息加工建構(gòu)之間存在聯(lián)系。

五、總結(jié)

（一）過去：將學(xué)習(xí)科學(xué)應(yīng)用于教育

100 年的教育心理學(xué)的歷史表明：教育心理學(xué)（教學(xué)科學(xué)）作為連接科學(xué)，在心理學(xué)（學(xué)習(xí)科學(xué)）和教育（教育實(shí)踐）之間具有雙通道的價(jià)值。正如圖 6 所示那樣，歷史表明單行線（如由心理學(xué)到教育）收效甚微，但是雙通道可以合作共贏。

（二）現(xiàn)在：當(dāng)前面臨的一些挑戰(zhàn)

今天教育神經(jīng)科學(xué)這一新興領(lǐng)域正面臨著四種主要的挑戰(zhàn)：

1. 有關(guān)如何收集和分析數(shù)據(jù)方面的“技術(shù)問題”（如腦電圖和核磁成像技術(shù)）；

2. 有關(guān)大腦活動(dòng)模式代表什么含義的“概念問題”；

3. 研究教育相關(guān)任務(wù)的“生態(tài)問題”；

4. 聚焦哪種神經(jīng)科學(xué)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)而非研究怎樣幫助人學(xué)習(xí)的“視野問題”。

總之，我們應(yīng)該將神經(jīng)科學(xué)方法視為一種工具， 用其促進(jìn)關(guān)于如何幫助人們學(xué)習(xí)的研究和理論。

（三）未來：應(yīng)用將神經(jīng)科學(xué)融入學(xué)習(xí)科學(xué)中并指導(dǎo)教育

教育神經(jīng)科學(xué)的潛力在于通過在學(xué)習(xí)科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)之間建立聯(lián)系來建立一門融入神經(jīng)科學(xué)的學(xué)習(xí)科學(xué)。因此，以教學(xué)科學(xué)（也被神經(jīng)科學(xué)影響）作為連接，在融入神經(jīng)科學(xué)的學(xué)習(xí)科學(xué)和教育實(shí)踐之間應(yīng)該有一個(gè)雙向通道。圖7 展示了神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)、教學(xué)科學(xué)和教育實(shí)踐之間的相互聯(lián)系。為了促進(jìn)教育神經(jīng)科學(xué)的進(jìn)步，我們需要的是代表神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)（學(xué)習(xí)科學(xué)）、教育心理學(xué)（教學(xué)科學(xué)）和教育實(shí)踐方面的專家組成的多學(xué)科研究小組。教學(xué)神經(jīng)科學(xué)對(duì)教育心理學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)大小，最終考量的是能具體明確教育神經(jīng)科學(xué)研究能夠超出現(xiàn)有的教育心理學(xué)的研究成果和理論的增值部分，包括對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)的新的啟示。

作者簡介：

理查德·E. 梅耶（Richard E.Mayer），當(dāng)代國際頂尖教育心理學(xué)家和學(xué)習(xí)科學(xué)家，美國加利福尼亞州立大學(xué)圣巴巴拉分校心理與腦科學(xué)系教授，意義學(xué)習(xí)（生成學(xué)習(xí)）理論開拓者；

譯者簡介：

盛群力（1957— ），男，上海崇明人，浙江大學(xué)教育學(xué)院課程與學(xué)習(xí)科學(xué)系教授，博士生導(dǎo)師，主要研究專長為教學(xué)理論與設(shè)計(jì)；

蔣慧（1993— ），女，河南信陽人，浙江大學(xué)教育學(xué)院課程與學(xué)習(xí)科學(xué)系研究生， 專業(yè)方向?yàn)榻虒W(xué)理論與科學(xué)教育。